壳聚糖导管复合自体骨髓间充质干细胞修复大鼠13mm坐骨神经缺损

作     者：廖文 刘淑红 张世强 李章华 焦建宝 张玉富 赵永岐 王聪 范明 Liao W;Liu SH;Zhang SQ;Li ZH;Jiao JB;Zhang YF;Zhao YQ;Wang C;Fan M

作者机构：河北大学附属医院骨科 解放军军事医学科学院基础医学研究所北京市100850 解放军军事医学科学院基础医学研究所 河北医科大学第三医院骨科 武汉大学附属人民医院骨科 北京大学医学部积水潭医院 

出 版 物：《中国组织工程研究与临床康复》 (Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2007年第11卷第18期

页      面：3517-3522页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：河北省科技攻关项目(062761837) 国家八六三生物技术领域课题(2001AA216031) 北京市二四八工程重大创新项目(H010210190123) 

主　　题：组织工程 神经 再生 骨髓间充质干细胞 

摘      要：目的:观察壳聚糖神经导管复合自体骨髓间充质干细胞,构建组织工程化人工神经,修复大鼠13mm坐骨神经缺损的效果。方法:实验于2002-10/2004-08在北京军事医学科学院基础医学研究所九室及河北大学附属医院中心实验室完成。实验分组:Wistar大鼠30只按随机数字表法分成3组,实验组、细胞外基质凝胶组和生理盐水对照组,每组10只。壳聚糖神经导管桥接大鼠右侧13mm坐骨神经缺损。实验组无菌条件下抽取股骨髓腔内骨髓组织,贴壁分离法纯化、增殖骨髓间充质干细胞,按1×109L-1细胞浓度与细胞外基质凝胶混合,植入自体神经再生室内;细胞外基质凝胶组神经再生室内植入细胞外基质凝胶,生理盐水对照组神经再生室内植入生理盐水。实验评估:术后12周观察以下指标:①大体观察:观察再生神经。②坐骨神经功能指数测定:选择印迹清晰的足印分别测量正常足(N)和伤侧足(E)的3个指标:足印长度(PL):足尖到足跟的最大距离;足趾宽度(TS):第1～5趾的距离;中间足趾宽度(IT):第2～4趾的距离。结果精确到0.1mm。坐骨神经指数=-38.3[(EPL-NPL)/NPL]+109.5[(ETS-NTS)/NTS]]+13.3[(EIT-NIT)/NIT]-8.8。坐骨神经指数值为0～-11%表示神经功能完全正常,-100%表示神经功能完全丧失,-11%～-100%表示部分神经功能恢复。③电生理检测:检测患侧小腿三头肌肌电图,检测再生神经的运动传导速度和波幅。④腓肠肌湿质量恢复率:腓肠肌湿质量恢复率(%)=手术侧腓肠肌湿质量/对侧正常腓肠肌湿质量×100%。⑤神经组织学检查:苏木精-伊红及Loyez苏木精髓鞘染色,光镜下观察再生神经横断面再生神经髓鞘的形成;Loyez苏木精髓鞘染色及Bielschowsky改良镀银染色,观察纵向切片再生神经神经纤维;神经细丝蛋白免疫组化染色,观察再生的神经轴突染色。随机选取部分正常坐骨神经作为正常对照。⑥透射电镜观察:再生神经的超微结构。⑦再生神经纤维图像分析:观察再生神经有效神经截面积、有髓神经纤维数目、有髓神经纤维密度、有髓神经纤维直径、髓鞘厚度。结果:30只大鼠全部进入结果分析。①大体观察:术后12周,实验组及细胞外基质凝胶组导管内均有再生神经生成,外形似正常神经,直径较正常神经细,生理盐水对照组导管内无再生神经通过间隙。②坐骨神经指数:术后8,12周实验组坐骨神经指数高于细胞外基质凝胶组[分别为(-72.18±3.11)%,(-76.85±2.76)%;(-62.91±2.87)%,(-69.63±2.52)%],差异有显著性意义(F=7.85,P0.01)。③电生理检查:术后12周实验组运动神经传导速度及波幅明显高于细胞外基质凝胶组[分别为(41.29±3.83),(32.64±3.52)m/s;(3.21±0.34),(2.85±0.22)mV],差异有显著性意义(F=6.39,P0.01)。实验组、细胞外基质凝胶组腓肠肌肌电图呈部分失神经电位表现,生理盐水对照组则为完全失神经电位。④腓肠肌湿质量恢复率:实验组、细胞外基质凝胶组腓肠肌湿质量恢复率明显高于生理盐水对照组[分别为(69.32±2.65)%,(66.72±1.75)%,(53.41±1.97)%],差异有非常显著性意义(F=9.32,P0.01),实验组与细胞外基质凝胶组比较差异有显著性意义(F=6.25,P0.05)。⑤组织学检查:术后12周实验组、细胞外基质凝胶组再生神经纤维排列整齐、密集,神经导管交界处无瘢痕,实验组再生神经纤维多且直径较粗大,排列更为规则。⑥透射电镜观察:实验组和细胞外基质凝胶组均见再生的有髓神经纤维。⑦再生神经纤维图像分析:术后12周实验组有髓神经纤维密度、神经纤维有效面积、有髓神经纤维数量、直径及髓鞘厚度均优于细胞外基质凝胶组。结论:壳聚糖神经导管复合自体骨髓间充质干细胞能够促进周围神经的再生并可以作为种子细胞构建人工神经应用于周围神经缺损的修复。